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一、实习情况简介
1、实习时间
10月8日至xx月xx日
2、实习地点
此次实习共有三个地点:我们依次到京娘湖、天乳山及玄武岩景区进行了实地的参观学习。
3、实习目的
本学期我们已经在课堂上开设了工程地质与水文地质这门课程,对于地质这种工程性质的学科,实用性很重要,因此,进行地质地貌野外考察实习是我们学好这门专业基本课的必须环节。开展实地考察,更好的认识岩浆岩、沉积岩、变质岩的各种结构、构造特征,以及当地地质构造、河流地貌、岩溶地质作用等各种地质地貌。通过对各种地质地貌的观察,进一步认识并了解典型的地质地貌特征,能对野外的地质地貌构象做出基本的解释。
通过此次实习,进一步巩固课堂上所学的基本原理,学习并掌握野外地质地貌调查研究的基本方法和基本技能,加深我们对课堂理论知识的理解,也为学习其他课程打下必要的基础。
二、实习地点介绍
此次实习的三个地点相隔不远,大致都位于武安地质公园。武安地质公园位于河北省西南部,太行山东麓中南段,距北京约450km,园区总面积412km2,是一座集地质地貌、水体景观、地层构造,玄武岩溢流遗迹、溶洞景观、化石产地、自然生态、人文历史于一体的综合型地质公园。并是省级森林公园和国家AAA级旅游区。
地质公园内地质遗迹丰富多彩,30亿年的沧海桑田,形成了太古界、元古界、古生界和新生界地层。多次构造运动,尤其距今2.05亿年以来的燕山运动、喜马拉雅运动造就了京娘湖、古武当山、七步沟、武华山的石英砂岩峡谷峰林景观;第四纪以来玄武岩浆在柏草坪景区多期溢流,留下了奇特的岩流景观,溢流口景观,对围岩烘烤景观;岳庄寒武纪地层中找到多种属的三叶虫、腕足类、牙形石,尖山奥陶纪峰峰组灰岩中含的三叶虫、角石、腕足类、螺等化石,记录了距今5.43~4.38亿年的古地理环境;莲花洞中有多姿多彩的岩溶景观。
公园主要由8个景区组成,其中京娘湖景区为主景区,位于武安市西北部山区的口上村北,是上世纪60年代建造于口上村的一处蓄水工程,亦称口上水库。湖面呈倒“人”字型,分东西两支,长短各3公里。距武安城30公里,距邯郸约60公里,太行山脉腹地。
玄武岩景区:区内有第四纪玄武岩喷溢口、三层熔岩叠置剖面,玄武岩浆对围岩的烘烤面及玄武岩中黄土包裹体,充分展示了系统、完整的火山遗迹,对研究太行山区新构造运动具有重要的科学价值。天乳山:
京娘湖:
玄武岩景区:
天乳山位于武安市活水白云川井峪和宅清沟村之间,距离武安25多公里,该山雄伟壮丽,钟乳满山,森林茂密,天下奇景,这里的钟乳大约在一亿万千万年左右,形成了独特的钟乳奇观,全国少有。
与之相呼应,相距不远是莲花洞溶洞,二者一外一内,交相辉映。距京娘湖、七步沟、长寿村、古武当等景点都不太远。
三、实习内容
(一)、京娘湖
1、地形地貌:研究某地的工程地质条件,首先,应该从该地的地形地貌下手研究。京娘湖周围的地势以水为指向,建筑物也依水而建,为流水地貌。
2、岩土类型及其构造:本区最古老的地层为长城系大红峪组,岩性为紫红或粉红色中厚层中粗粒红色的石英砂岩及长石砂岩,含铁质及海绿石。区内红色石英砂岩生成于距今18―14亿年,经多次构造运动,特别是距今2.05亿年以来的燕山运动,推动太行山区地壳上升,并产生了北东向与北西向两组断裂。距今6500万年喜马拉雅运动发生后,太行山区地壳进一步上升。岩石受侵蚀、剥蚀等地质作用,形成今日的`峡谷峰林地貌景观。
京娘湖区内为沉积岩,沉积岩层理构造及层面构造明显。层理是沉积岩在形成过程中,由于沉积环境的改变所引起的沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色在垂直方向发生变化而显示成层的现象。层理是沉积岩最重要的一种构造特征,是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。
水平层理:是由平直并且与层面平行的一系列细层组成的层理。它是在比较稳定的水动力条件下(如河流的堤岸带、闭塞海湾、海和湖的深水带),从悬浮物或溶液中缓慢沉积而成的。
1、实习概况:
2023年xx月,我们土木工程专业进行了工程地质实习,工程地质实习是整个工程地质学教学中十分重要的实践环节,使学生在课程理论知识学习的根底上,通过对根本地质现象的野外实地考察和现场实践,获得感性知识并稳固和深化课程理论,使理论与实际相结合,为毕业以后的设计、施工中应用有关地质资料打下一定的根底。
2、实习目的:
理解根本的地址概念,了解根本知识,学会根本技能。通过简短的野外地址实习,稳固学过的《工程地质》内容,加深对课程有关内容的理解;此外,通过实习培养对大自然的热爱,陶冶情操,提高随地址科学的兴趣:同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。同时,培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念,掌握实地操作技能和编写实习报告的能力,总结此次实习与我们所学专业的联系。
3、实习内容:
xx火山口xx火山口,距今xx万年是新生代第三纪玄武岩火山口。火山口呈圆锥形,石头呈红褐色,气势极为壮观,数万根六棱石柱,由山底到山顶,直插云天。此火山口是火山筒内充填的玄武岩栓,经过xx多万年的长期风化剥蚀,被剥露出地面,岩栓柱状节理发育,呈辐射状,向上收敛,向下散开,形象地记录了当时火山喷发的自然景观,展示出大自然的鬼斧神工。
据中国科学院地质研究所考证认定,该火山口为第三纪玄武岩火山口,距今约xx多万年,它的发现,对地求物理和地震科学研究都有很大参考介值。一色的红褐圆棱柱石,竖指苍天,凡经开凿者皆显露出明显的喷发纹理,说明其成因于火山喷发,近百平方公里内的几十座山包构成了蔚为壮观的远古火山群。xx山旺国家地质公园xx山旺国家地质公园位于xx省临朐县城东约xx公里处,面积约13平方公里。地质公园地处鲁中隆起区中的临朐凹陷,公园内总体由两个次级小盆地组成,即解家河盆地和包家河盆地,其外围均为由玄武岩组成的低山丘陵,地形起伏较大。为季节性河流。地质公园以闻名世界的山旺古生物化石及反映其形成环境的火山地貌为特色。公园内各种地质遗迹丰富,一是第三纪中新世时期距今xx万年山旺玛珥湖沉积岩层(科学上划分为山旺组地层---硅藻土),沉积厚度xx米左右,具有标准的层型剖面,现已成为国际上中新世生物建阶的`重要依据。由于层薄如纸,稍加风化即层层翘起,宛假设书页,被古人形象地比喻为"万卷书"。
大量古生物化石含在其中。尤其是山旺地层层型剖面所处位置,是由早期的牛山组玄武岩、第三纪中新世时期湖相沉积岩(山旺组)、第四纪黄土和晚期的火山岩浸入等地质现象组合而成。二是新生代时期(距今xx万年)火山作用形成的古火山锥、熔岩流动特征等各种火山地质现象,如黄山、尧山、擦马山、灵山等都是典型的古火山口,因此亦是研究新生代火山岩区的理想场所。特别是擦马山玄武岩柱状节理,直径近于xxcm,规模宏大,气势壮观。尧山西侧,火山作用形成了高高的台地,经长时间风化剥蚀,形成了自然景观,人们称之 为"石楼"。山旺组地层中的化石,形成于距今xx万年的第三纪中新世时期。目前已发现的动、植物化石有xx几个门类xx多种,其中大局部是已绝灭的物种。
植物化石包括真菌、硅藻、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物及藻类。动物化石有昆虫、鱼、两栖、爬行、鸟及哺乳动物。特别是山旺xx鸟、齐鲁泰山鸟等鸟类化石的发现,填补了中新世时期的空白,山旺成为我国鸟化石丰富的产地之一,也是目前世界上发现鹿类化石最多、保存最完好的化石产地。新发现的带胚胎的犀牛化石是世界上唯一的,在国际学术界引起了轰动。植物化石枝叶最多,花、果实和种子也保存得非常完美。
第一部分序言
一、实习地区的地理位置
本次实习地区位于重庆市北碚区天府镇,其地理坐标为东经106°28′-106°31′,北纬29°50′-29°50′。实习地区为天府镇及周边地区,面积约20平方公里。以下为天府镇的地图和卫星地图。重庆市北碚区天府镇地图简介
二、自然地理状况
天府地区的地表形态为山地类型的低山区,海拔高度为400至750米左右,最高为后峰山,海拔773米,北高南低。该地区山峰林立、沟谷交错,山和谷的方向大致为北东-南西向呈脉状分布,具"一山二岭两槽"的地貌特征。一山多与背斜核部一致。两槽为背斜两翼嘉陵江组的膏溶角砾岩溶蚀所形成,北西翼代家沟-后峰岩-水岚垭槽谷为前槽,南东翼张家湾-三官殿-大土槽谷为后槽。二岭为抗侵蚀能力强的须家河组的砂岩构成。区内基岩裸露,产状较陡,泥薄水浅,森林稀疏。人口密集,梯田密布,清泉暗流。两侧的上三叠统砂、泥页岩地区,峰峦叠嶂、青松翠柏、苍翠欲滴,组成一条迷人的画廊。例如金剑山、北温泉、缙云山、金刀峡等旅游胜地。
三、实习目的
通过此次实习使我们加深和巩固基础地质各门课程中所学的地理知识,尤其是沉积岩石学和构造地质学,掌握野外地质调查工作的基本内容、方法和规范,学会收集和整理地质资料,并编制相应的地质图件,增强我们对各种地质现象的分析能力,如褶皱、节理、断层,肉眼初步确定各类岩性并判断沉积环境。也可培养我们吃苦耐劳,脚踏实地,孜孜不倦,互帮互助的精神。
四、实习的任务和要求
1.了解实习区的人文、地理、交通、经济等情况,区域构造位置,地层系统及主要构造特征。掌握野外地质填图的基本内容、步骤和方法。
2.确定地质填图的基本地层单位。对主要地层作剖面实测,绘制导线平面图、剖面图、柱状剖面图。
3.通过对地层、断层、构造界限定点、连线,观察岩层产状等进行地质填图。编绘地形地质图,构造剖面图和综合地层柱状剖面图。
4.了解实习区的沉积发展史,对施家梁东岳庙,白庙子南岸,姚家沟瓦店子三条沉积相的观察描述,掌握不同沉积环境下的各类相标志特征,沉积相分析方法和岩相古地理环境恢复方法。根据相标志确定沉积相类型编绘沉积相综合柱状剖面图和相序图。
5.了解实习区的区域构造特征,发展史及主要矿产资源情况,含油气特征与断层、节理的研究方法。
6.做到"六勤",即勤敲打、勤观察、勤测量、勤追踪、勤记录、勤整理。
7.编写实习报告。
五、实习方式
老师带队,确定住处,安排路线,野外踏勘,现场教学,着重观察,重点描述,逐步培养我们独立的思维方式,分析、解决问题的能力。
六、实习时间
-4-6至-5-5第二部分地层及沉积、构造发展史
一、地层
实习区内褶皱强烈,最老地层为下三叠统茅口组地层,最新地层为中侏罗统上沙溪庙组。背斜轴向为北北东-南南西向,并向南西发生倾伏。茅口组为背斜的核部,两翼的地层分别为龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组、雷口坡组、须家河组、自流井组、沙溪庙组。茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组依次发生倾伏。
(一)、二叠系(P)
1.茅口组(P1m)
茅口组为深灰色厚层,块状灰岩、生物灰岩、砂屑灰岩、晶粒灰岩,具眼球状构造,在实习区主要沿断层零星分布,组成背斜的核部,连续沉积在栖霞组之上。
2.龙潭组(P2l)
龙潭组为黄褐色页岩,灰岩,硅化白云岩,夹有黄色中层状砂岩,植物化石碎片多,为我国南方重要的产煤层,与下覆茅口组呈假整合接触。
3.长兴组(P2ch):厚度约。
长兴组为灰色-中灰色中-厚层状含燧石生物灰岩,底中顶都含有燧石,中部最多,生物化石丰富,有蜓类、海百合、珊瑚等,含生物礁,裂缝有沥青质充填,缝孔发育,为川东地区重要的产气层,与飞仙关假整合接触。
(二)三叠系(T)
1.飞仙关组(T1f)
飞仙关组为暗紫色钙质泥岩、钙质页岩、泥灰岩,灰色薄-中层灰岩、鲕粒灰岩、泥灰岩,泥岩、页岩与灰岩互层,分为五段。与长兴组整合接触。
①飞仙关组一段(T1f1)
顶部和底部为暗紫色泥灰岩,中部为钙质泥岩,夹有页岩,灰岩透镜体,可见球状风化。
②飞仙关组二段(T1f2)
灰色薄-中层状灰岩,含鲕粒、藻纹、生物碎屑、内碎屑,缝合线发育,中上部含波痕。
③飞仙关组三段(T1f3)
紫红色钙质页岩,局部夹薄层状灰岩透镜体,生物化石丰富。
④飞仙关组四段(T1f4)
灰色薄-中层状鲕粒灰岩、泥灰岩、介壳灰岩,中上部夹黄褐色页岩(碳酸盐的盖层,为标准层)。内碎屑(以砂屑为主,也含砾屑)、泥质条带发育。
⑤飞仙关组五段(T1f5)
紫红色页岩,中部夹黄褐色泥岩、泥灰岩。
2.嘉陵江组(T1j)
嘉陵江组为灰色灰岩、白云质灰岩、白云岩、豹皮灰岩和膏溶角砾岩,岩溶发育,常形成溶洞、槽谷。可分为四段,整合于飞仙关组之上。
①嘉陵江组一段(T1j1)
灰色薄-中层状灰岩和凝泥灰岩,夹有介壳灰岩,含有藻纹、泥纹、内碎屑、生物碎屑,裂缝发育,缝合线、节理发育,中下部可见黄铁矿,揉皱,局部有冲刷面和虫迹现象。②嘉陵江组二段(T1j2)
灰色中-厚层白云岩质灰岩、白云岩、膏溶角砾岩,灰岩为藻灰岩和豹皮灰岩,可见刀砍纹,在川东为气层。
③嘉陵江组三段(T1j3)
薄-中层灰岩,颜色丰富,有灰色、暗红色、褐色、黄褐色,含有砾屑、砂屑、泥质条带、缝合线。
④嘉陵江组三段(T1j4)
灰色膏溶角砾岩和泥晶白云岩为主,夹灰岩,刀砍纹发育。
3.雷口坡组(T2j)
灰色中层状灰岩夹白云岩、膏溶角砾岩,底为薄层绿豆岩(火山灰沉积形成,硅质颗粒,为标准层),与下三叠统平行不整合接触。
4.须家河组(T3x)
须家河组为长石石英砂岩和页岩,含煤层。分为六段,一、三、五页岩为主夹砂岩、煤层,二、四、六厚层砂岩为主夹页岩,页岩一般出露在沟谷处,砂岩在凸出,与雷口坡组平行不整合接触。
①须家河一段(T3x1)
黄褐色页岩,底部砂岩与页岩互层,含有薄煤层,砂岩中可见白云母。
②须家河二段(T3x2)
黄灰色中层石英砂岩和长石砂岩,颗粒均匀,发育斜层理。
③须家河三段(T3x3)
黑灰色页岩,夹煤层。
④须家河四段(T3x4)
浅黄色厚中-细粒石英砂岩,斜层理发育。
⑤须家河五段(T3x5)
灰黑色页岩夹长石砂岩。
⑥须家河六段(T3x6)
浅灰色厚层中粒长石石英砂岩,斜层理发育,顶部褐黄色风化壳,与上覆地层假整合接触。
(三)侏罗系(J)
侏罗系为一大套红色粘土岩、碎屑岩夹碳酸盐岩,为潜水湖泊相沉积,与下覆地层呈假整合接触,分五段。
1.上中统自流井组(J1-2zh)
①珍珠冲段(J1-2zh1)
紫红色页岩为主夹砂岩、粉砂岩。
②东岳庙段(J1-2zh2)
黄褐色页岩、粉砂岩,灰色中层状生物介壳灰岩。
③马鞍山段(J1-2zh3)
紫红色泥岩夹粉砂岩、砂岩。
④大安寨段(J1-2zh4)
灰色介壳灰岩与钙质泥页岩不等厚互层,粒序层理和斜层理发育。
⑤凉高山段(J1-2zh5)
灰黄色泥岩、粉砂岩、砂岩。
2.中统沙溪庙组(J2s)
①下沙溪庙组(J2s1)
紫红色泥岩夹砂岩。
②上沙溪庙组(J2s2)
紫色泥岩类杂色砂岩,分布于向斜轴部一带。
二、沉积发展史
川东地区因褶皱强烈,基本上都为三叠系以上的地层。
1.寒武纪:
川东地区为海洋环境,地势西北高东南低,地层具明显两分性:下统为泥沙质和碳酸盐沉积,化石丰富;中上统一镁质碳酸盐沉积为主,化石稀少。
早寒武世川东地区为向东倾斜的混积型缓坡,为潮下低能碳酸盐沉积。
中寒武世以后,扬子区古陆不断扩大,早期的斜坡发展成镶边型碳酸盐台地。由于康滇古陆的东南部水下隆起形成半封闭海盆,气候炎热干旱,海水盐度增高,主体发育了一套化石稀少的白云岩沉积。因陆源碎屑减少,物区为康滇古陆,地壳沉积缓慢而持续。
2.奥陶纪:
早奥陶世海侵开始,海水不断向西超覆,使川东地区为浅水海洋环境,海水较寒武纪深,为碳酸盐为主夹砂泥质的开阔台地相带。海水中生物发育,水质较浑浊,只有红花园组和宝塔组为清水环境沉积。奥陶纪期间,陆源物质供应总体欠充足,沉积缓慢。奥陶纪末,海平面下降,康滇古陆与滇黔桂古陆相连,形成五峰期的滞留海盆,沉积典型的笔石页岩相。
3.志留纪:
志留纪初,受加里东运动的影响,川东地区地壳抬升为陆,此后被海水淹没成为浅海,水体深,陆源物质充足,生物大量繁殖。晚志留世,再次受加里东运动的影响,抬升为陆,长期遭受剥蚀而缺少上志留统、泥盆系、下石炭统的地层。
4.石炭纪:
中石炭世,川东地区为海陆过渡环境,古陆因长期遭受剥蚀而缺乏陆源物质,气候干燥,蒸发强烈,形成了一层白云岩。此后海水退出本区而缺失上石炭统地层,直到二叠纪才被海水淹没接受沉积。
5.二叠纪:
早二叠世初的梁山期,本区为海陆交互环境,气候温暖,植物繁茂,沉积了夹煤线的泥页岩和钙质泥岩。栖霞中期起,因全球气候转暖导致冈瓦纳大陆冰川融化,海平面上升,本区又一次成为浅海环境,各种生物大量生长,有孔虫、蜓类广泛分布,三叶虫、笔石绝灭,陆源物质缺乏,沉积了栖霞组和茅口组的碳酸盐岩。早二叠末晚二叠世初,发生"东吴运动",炽热基性岩浆从四川西部断裂带益处,冷却后形成暗绿色的玄武岩。火山喷发之后,海水再次侵入,形成海陆交互环境,气候温暖,植物繁盛,形成龙潭组煤系地层。此后海水加深扩大,康滇古陆缩小,变为温暖清澈的浅海,底栖生物发育,发育小型生物礁,沉积含燧石结核灰岩。
晚二叠世末期,碳酸盐快速沉积,地壳轻微抬升露出地表。
6.三叠纪:
早、中三叠世本区一浅海碳酸盐岩沉积为主,晚三叠世以海陆交互相碎屑岩沉积占优势。早三叠世本区为浅水海洋,陆源物充足,沉积飞仙关相区的紫红色钙质泥岩、泥灰岩、灰岩。早三叠世后期及中三叠世早期,西部古陆抬升,大巴山古陆出现,使川东地区成为半封闭状态而出现潮上蒸发环境,白云岩广布,还有盐类沉积
中三叠世末,受早期"印支运动",四川的构造格局发生明显变化,发生大规模海退(即拉丁期大海退),本区上升为陆地。其中发生了一次火山喷发,形成须家河底部的"绿豆岩"。晚三叠世海侵开始,来自西边的特提斯洋,使四川成为一个巨大湖泊,气候温暖,植物繁茂,河流、沼泽发育。植物堆积埋藏后形成煤层。晚三叠世末期,地壳有过短暂的抬升。
7.侏罗纪
侏罗纪初期,气候温暖潮湿,沉积环境与晚三叠世基本一样,湖泊沉积,植物大量繁殖,水生生物也大量发育。中侏罗纪起,气候变暖,湖泊面积减小,地壳断断续续缓慢沉降,至晚
侏罗世为红色泥岩及砂岩夹石膏沉积,显示干燥气候特征。
侏罗纪末期,受燕山运动的'影响,川东地区发生强烈的褶皱运动,形成北东-南西向的隔挡式构造。
三、构造发展史
川东高褶的前地质背景,是在浅变质岩系的基底上,经晋宁运动以后,开始盖层沉积,古生代为斜坡,中生代为印支古隆起(实习区位泸州古隆起最北低端),经喜山运动改造完成。主要动力来自南东和北西方向的对持强大挤压力,由于该区东为七跃山,西为华蓥山大断裂的制约及基底、古隆起的影响,形成北东向线状梳妆褶皱,背斜紧闭、向斜宽阔平缓的隔挡式构造。
观音峡背斜天府段的构造,是受区域构造应力场的控制而形成的。该区受南东-北西方向的水平挤压,形成不同规模,不同力学性质,不同方向的构造。背斜垂直主应力方向,走向逆断层是在剖面剪节理基础上形成的,平移断层是早期平面剪节理发育而成的,正断层是由于地层发生倾伏,重力差异所形成。它们均具统一力场的规律。
第二部分矿产
四川盆地为多层系的含油气盆地,主要的油气层有:P1m、P2ch、T1f、T1j、T3x。黄铁矿位于上二叠统底部的玄武质粘土岩中,规模不大。高岭土位于上三叠统长石砂岩,价值不大。建筑石材(实习区)多为飞仙关组第四段的灰岩,作为水泥原料。
第四部分沉积相分析(三条单剖面)
一、观音峡南岸(白庙子)飞仙关组下部剖面
1.前言
白庙子飞仙关组下段剖面位于观音峡嘉陵江边,剖面完整,各种相标志明显。由于江水的原因,底部未出露,被淹没。
2.沉积特征及环境分析
沉积特征:
①T1f1(未见底)
16-22层:暗紫色薄-中层钙质泥岩,局部夹灰岩透镜体,下部层理发育,可见波痕,上部有低角度纹层,含少量交错层理,具生物碎屑、砾屑,韵律明显。
23-26层:暗紫色中-厚层钙质泥岩,中部夹微细纹层灰色灰岩并含砂屑,上部夹薄层砂屑灰岩并呈透镜体分布。
27-29层:暗紫色泥灰岩。下部中-厚层,夹透镜状砂屑灰岩,水平纹理明显,具斜层理,局部含生物碎屑。上部为薄层状夹钙质泥岩,含透镜状条带灰岩,顶部纹层发育。
30-33层:暗紫色薄-中层钙质泥岩夹薄层灰岩透镜体,底部含藻纹,顶部含页岩,可见藻纹。34层:紫灰色厚层藻纹砾屑灰岩,从底至顶层理变薄,砾屑先变大再变细,排列混乱无规律,风暴沉积形成。
35-38层:下部为暗紫色页岩;中部为暗紫色薄-中层泥灰岩夹灰岩透镜体;上部薄层状砂屑灰岩与页岩互层,其顶部页岩为黄褐色,斜层理和交错层理发育,具波痕。
②T1f239-40层:灰色薄-中层状砂屑灰岩,中下部斜层理、交错层理发育,局部可见丘状层理和羽状层理;顶部平行层理发育,色浅粒粗,可见生物碎屑。
41-44层:灰紫色薄-中层鲕粒灰岩,下部鲕粒往上逐渐变大,中部和下部波痕相当发育,波高与波长都很大,上部夹紫红色页岩。
45-46层:下部为紫红色页岩,含紫色藻纹层,水平层理发育:上部为灰色中层藻纹灰岩夹灰岩和页岩。
一、前言
透过这六天的实习,加深了我对工程地质这门课的认识,让我从书本中走了出来,亲眼见到了真实的地质现象,了解了断层、背斜和滑坡等重要的地质现象,亲自观察了和体验了各种岩石的分布和形态,让我从本质上对三大岩石有了一个大致的了解。实习让我们在自然中更好的理解了原先抽象的概念,使知识具体化,印象更深刻。实习丰富了我们的学习生活,为我们以后的工作和学习都有必须的帮忙,同时实习的过程激发了我在将来学习的热情。所以,实习对我来说具有十分重要的好处。同时,我们对这次实习也做了缜密的部署:
1.时间:20xx年5月4日―20xx年5月9日
2.地点:xx省xx市xx盆地国家地质公园
3.路线:
1).xx市石门寨镇
2).xx市祖山东门
3).xx市北戴河区鸽子窝公园海滩
4.目的:
1).使理论联系实际,加深和巩固课堂知识,提高在野外识别各种地质现象的潜力同时增加感性认识,扩大视野,培养提高观察潜力,动手操作潜力,分析问题解决问题的潜力;
2).鉴别和观察常见的岩石,矿物特征及工程性质;
3).了解三大岩石的构成过程,产生年代、结构、产状、构成原因及现象以及流水的地质作用对岩石的影响和冲刷成河谷的过程;
4).学习运用罗盘仪器测岩石的走向、倾向和倾角;
二、实习地区概况
1.xx盆地地质概况
xx盆地为我们在xx地区野外地质实习的主要区域。它位于xx市区北侧,其中心距xx市28km,属xx省xx市抚宁县管辖。
区内有纵贯南北的公路及地方窄铁路与xx市区相通,交通极为方便。该盆地为南北延伸的低山丘陵区,其北、东、西三面为陡峻的高山所包围。贯通盆地的大石河是本区最主要的水系,自西北流向东南,出盆地后在山海关的南侧入渤海。盆地内丘陵一般海拔200―300m,最高的山为老君顶,海拔493.7m。本区年降水量为400―1000mm,其中70%集中于7、8月份,所以山洪也主要集中在这个时期。
2祖山国家地质公园概况
国家级风景名胜区、国家级地质公园和国家级稀有植物及濒危野生动物自然保护区。位于xx省xx市西北部。京沈高速xx西出口沿秦青公路北行12公里即到,距xx市区23公里。属原始森林峡谷型自然风景区。因燕山以东、渤海以北诸峰均以它的分支延绵而成,故名“祖山”。1996年开发至今,构成五大景区,100余处自然景点,是淮河以北少有的南派山水。
祖山原始森林峡谷总面积118平方公里,主峰(天女峰)海拔1428米,区内千米以上高峰20多座,植被覆盖率96%以上。象形奇石、云海、日出、古洞、原始丛林、溪流、飞瀑、奇花、高山天然草原、树挂构成景区十大景观。祖山原始森林峡谷是侏罗纪至白垩纪末地壳运动而成。在长期风化剥蚀和流水冲击下,构成了多处绝壁幽谷和造型地貌。
祖山,山势跌宕,峰峦陡峻,因渤海以北、燕山以东诸峰都是由她的分支盘拨而成,故以“群山之祖”名之。她立峭岩作脊梁,以瀑流注血脉,搽娇花饰容颜,披葱茏为秀发。景区内山势陡峻,溪水跌宕,可谓立峭岩作脊梁、注瀑布为血脉、披茂林作秀发,裁白云作霓裳,集雄奇妩媚于一体。峰奇水异,洞幽石美,林丰草茂,历史渊源,是观光旅游、避暑度假、科普考察的绝好场所。
3.鸽子窝公园海滩概况
鸽子窝公园又称鹰角公园。由于地层断裂所构成的临海悬崖上,有一巨石形似雄鹰屹立,故名鹰角石。该石高20余米,过去常有成群的鸽子或朝暮相聚或窝于石缝之中,因此得名鸽子窝。鸽子窝公园是观赏海上日出的最佳之处,每逢夏日清晨,那里云集数万名游客观赏“红日浴海”的奇景。
三、实习资料
1.xx盆地保护区石门寨西门180米处
该处岩石以沉积岩居多,由地质构造构成。亦有石灰岩,主要成分为碳酸钙,经长期风化作用,裸露在外表的部分呈深灰色,岩层为中厚型,中间夹有薄的灰岩。灰岩呈竹叶状,较破碎,属碎屑结构,这些碎屑物质经胶结后构成灰岩。此处岩石约5亿年前构成,属下奥陶世纪,粘土矿物发黄,岩石经强烈的构造运动,由水平变为倾斜,产生背斜现象,并有正断层出现。用地质罗盘测该处岩石的产状,走向为北偏东10°,倾向为北偏东100°,倾角为30°。
由此处向西约200米处岩石出露于地表,经验证为砂岩,其结构为碎屑结构,此处不整合现象明显,由砂岩和灰岩组成,属沉积接触,砂岩约2亿年前构成,灰岩约5亿年前构成,由于构成年代不同,说明为不整合。此现象说明xx地区至今至少经历了2次地壳运动,因为3亿年间隔构成的不整合面应在海平面下构成,至少经历2个循环,而该处岩石此刻又出露在地表。在不整合面上有矿物,是地质学家发现地下矿物的依据。不整合面处强度差,不适合在此面上施工。
2).砂锅店东北200米处
该处为石灰窑产石场,观察此处岩石,岩溶现象明显,有溶沟、石芽、天生桥等。其原因是地壳运动抬升到潜水地表以下,潜水地表共同作用构成的岩溶现象,因岩石中有裂缝,有空间且水有径流通道。岩溶现象是因为水和空气中的二氧化碳与岩石经长期化学反应,使岩石具有可溶性。该处向西北走约100米处,发现大面积的岩石间侵入接触现象,石灰岩中夹有岩浆岩,说明此处经历过火山喷发。该处亦发现有岩墙,较长,宽约3-4米,其走向为南北方向320°,由花岗岩、长石、石英、云母组成。靠近地表的岩石经长期风化,产物为第四纪土,岩石中还发现有岩洞。此处向东南方向约200米处,有超多石灰岩构成的.岩层,呈单斜,基本走向为南偏北。在砂锅店东等地,发现石英斑岩,它是花岗斑岩的又一种变种,具隐基斑状结构,石英斑晶特多,普遍具有熔蚀现象。此处也有闪长玢岩,呈岩墙状产出,具隐基斑状结构,斑晶主要是斜长石,有时含角闪石较多,有的基质中含少量石英,有的可见球粒结构和流线结构等。
2.xx市祖山东门
祖山为早白垩纪构成,为响山岩基的一部分,此处沉积岩中有破碎带,火山爆发时岩浆从中冒出,冷凝成岩浆岩。祖山占地217平方公里,平面形段呈椭圆形,长轴长25公里,短轴长15公里,南北方向,岩石中以花岗岩居多,占65%左右,为中粗粒,成分主要是成肉红色的正长石,又称甲长石。石英其次,占20%-25%左右,透明发亮。此外,还有云母、斜长石。斜长石呈灰白色,由于长石含量不同,云母色彩也不尽相同,云母占整个岩石的5%-10%。较黑的岩石中,云母含量不超过5%。在此处观察,长石颗粒大小在1厘米左右,晶体颗粒,为结晶结构。山体构造为原生结理构造,山体中有裂缝,都为竖直方向,有原生孔洞,又称之为晶洞构造,而形状不规则的孔隙是水晶的成长地。此处地貌陡峭,险峻,构造为原生结理,由于长期的风化作用及地表水的侵蚀作用,岩石部分竖直掉落,构成深谷奇峰。此处岩石倾角较大,岩体破碎。山体中有河流,称为石河,发源于祖山响山山脉,山上有明长城,由元朝徐达修建,1967年,戚继光重修,基本走向为南北方向,直达青龙。祖山最高峰为响山,海拔为1421米。
3.xx市北戴河区鸽子窝公园海滩
此处滨临渤海,为海洋环境。海洋环境按地理位置分为滨海、浅海、半深海和深海。低潮时裸露于海岸带的部分,称为滨海。滨海又分为后滨带、前滨带、外滨带。后滨带为平均海潮线,常年裸露在外;前滨带为平均海潮线到中滨线处;外滨线为中滨线以外的部分。海岸线到海底深约200处的部分,称为浅海,此处阳光充足,有机物含量多,是海洋生物的理想栖息地。深海处动物少。
此处岩石又远古火山喷发而构成,以岩浆岩为主,岩石受海洋水动力作用,常见有海浪作用、潮汐作用和洋流作用,使此处构成有特色的海蚀地貌,有海蚀崖,海蚀柱,海蚀拱桥和海蚀平台等,构成原因有冲蚀作用,磨蚀作用等,使岩石破碎。
岩浆岩受风化作用等转成高岭土、伟晶岩。伟晶岩颗粒大,和花岗岩成分相差不大,由正长石、斜长石、云母、石英等组成。岩石被多组结晶切割。
四、结束语
透过本次实习我认识到:本区地层出露较全。从中生代地层开始,除缺失寒武系、奥陶系、三叠系、侏罗系、第三系以外,其他地层均出露完好。所构成的岩石类型多样,包括岩浆岩类,沉积岩类以及变质岩类。本区的岩浆活动从方式上有深成侵入,浅成侵入,喷出等。所见岩类有基性岩类和酸性岩类。从变质作用和变质岩方面,本区的变质作用主要为区域变质作用。主要变质岩有千枚岩,大理岩以及板岩。在构造方面,本区分布有四大褶皱,另外还有七个断层。两个大断层几乎将此区分为三部分。区域发展方面,本区经历了多次构造运动,构成了四个构造层。总体说来本区构造运动较强。
经过6天的实习,使我学到了很多东西,透过老师的讲解,使我学会了很多课内学不到的东西,包括:如何透过一块石头的色泽,去决定其类别、其构成年代;如何去辨别3大岩石;如何去测量岩石的走向等等;总之,透过实习后我更好地掌握了《工程地质学》这门学科,更好地掌握了所学知识。
一实习单位的简介。
中国地质大学博物馆
中国地质大学博物馆是一所以地球起源与演化、生命起源与进化为主要内容的自然科学博物馆。陈列面积5000平方米,开辟了地球奥秘、生命起源与进化、矿物、岩石、宝玉石、金属矿产、非金属矿产、能源矿产、综合展厅等9个陈列厅室,其规模和现代化建设水平居全国大学博物馆前列,是全国科普教育基地、全国青少年科技教育基地、全国古生物教育基地、武汉市爱国主义教育基地。
华中科技大学武昌分校城市建设学院
华中科技大学武昌分校是经教育部批准兴办的本科层次的全日制普通高等学校,是中国现代教育发展体系中按照新机制、新模式运行的创新型大学。学校秉承“借政策之力,集专家之智,走创新之路,成育材之地”的宗旨,依托华中科技大学,传承名校优良传统,集聚社会优质资源,借鉴先进管理经验,在与新世纪同步中,实现了跨越式的发展。原中工学院院长、著名教育家朱九思教授和原中共中央委员、著名军事家刘精松上将担任名誉校长。
二实习过程
中国地质大学博物馆
经过老师的带领我们有幸参观了中国地质大学博物馆,中国地质大学蕴藏书本中大部分的地质矿物,底层我们看到了远古的动物残骸岩石,了解矿物的形成,看到了远古的足迹。
华中科技大学武昌分校城市建设学院
我们在由带领下学习辨别肉眼辨别岩石,认识地质的形成。
三实习的专题分析
认识造岩矿物和岩石组成
矿物的物理性质包裹形态,颜色,条横,光泽,透明度,解理,断口,硬度,密度等,我们通过肉眼进行对矿物的鉴定。
矿物的颜色是多种多样的,主要是取决于矿物的化学成分和内部结构,根据这一基本的特性使我们在工地极容易的区分不同的地质环境,由此我们根据矿石的颜色我们做出相应的处理方案。石英石英,无机矿物质,主要成分是二氧化硅,常含有少量杂质成分如Al2O3、CaO、MgO等,为半透明或不透明的晶体,一般乳白色,质地坚硬。长石是长石族矿物的总称,它是一类常见的含钙、钠和钾的铝硅酸盐类造岩矿物。长石在地壳中比例高达60%,在火成岩、变质岩、沉积岩中都可出现。长石是几乎所有火山岩的主要矿物成分,对于岩石的分类具有重要意义。云母是一种造岩矿物,通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异,主要随Fe含量的增多而变深。云母的特性是绝缘、耐高温、有光泽、物理化学性能稳定,具有良好的隔热性、弹性和韧性。普通辉石(Ca,Mg,Fe,Al)2(Si,Al)2O6单晶体为短柱状,横切面呈近正八边形,集合体为粒状。绿黑色或黑色。玻璃光泽,硬度5-6。有平行柱状的两组解理,交角应为56。相对密度3.02-3.45,随着含Fe量增高而加大。方解石是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石可以得到很多方形碎块,故名方解石。等等矿物。根据矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末痕迹作为判别的条横,依据矿物表面反射光线的能力可分为金属光泽,半金属光泽,非金属光泽。这样我们可以更容易的.分别地质的情况。又由于矿物透明度不同,把矿物分为透明矿物和半透明的矿物,不透明的矿物,对于我们看到的大部分矿物来说都是不透明的,像金属矿物(磁铁矿物),半透明的石英、滑石,对于石英晶体确是透明的。
依据矿物的硬度我们能跟清晰的辨别出相应的矿物(硬度是指矿物抵抗外力作用的能力)。滑石的硬度只有1,金刚石的硬度确是10,长石的硬度为6。
矿物的解理我们可以研究矿石解理的方向和完全程度(在外力的作用下沿结晶平面破裂的固有特性)。例方解石矿物晶体内部几个方向上结合力都比较弱,解理可以分为极完全解理(云母),完全解理(方解石),中等解理(长石),不完全解理(橄榄石)。
断口不具有解理的矿物,在锤击后沿任意方向产生不规则断裂,其断口的裂面为断口。石英石贝壳状断口,参差粗糙状断口有黄铁矿。
岩石的组成:我们参观的是岩浆岩,沉积岩,变质岩。岩浆岩或称火成岩,是由岩浆凝结形成的岩石,约占地壳总体积的65%。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体。是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆岩的产状是指岩浆体的形态、大小、及其与围岩的关系。岩浆岩的产状与岩浆的成分,物理化学条件密切相关,还受冷凝地带的环境影响因此岩浆岩的产状是多种多样的。花岗岩
是分布最广的深成侵入岩。
花岗岩
主要矿物成分是石英、长石和黑云母,颜色较浅,以灰白色和肉红色最为常见,具有等粒状结构和块状构造。按次要矿物成分的不同,可分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩等。很多金属矿产,如钨、锡、铅、锌、汞、金等,稀土元素及放射性元素与花岗岩类有密切关系。花岗岩既美观抗压强度又高,是优质建筑材料。橄榄岩侵入岩的一种。主要矿物成分为橄榄石及辉石,深绿色或绿黑色,比重大,粒状结构。是铂及铬矿的唯一母岩,镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。玄武岩,一种分布最广的喷出岩。矿物成分以斜长石、辉石为主,黑色或灰黑色,
玄武岩
具有气孔构造和杏仁状构造,斑状结构。根据次要矿物成分,可分为橄榄玄武岩角闪玄武岩等。铜、钴、冰洲石等有用矿产常产于玄武岩气孔中,玄武岩本身可用作优良耐磨耐酸的铸石原料。沉积岩,沉积岩是由风化的碎屑物和溶解的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的。形成过程受到地理环境和大地构造格局的制约。古地理对沉积岩形成的影响是多方面的。最明显的是陆地和海洋,盆地外和盆地内的古地理影响。陆地沉积岩的分布范围比海洋沉积岩的分布范围小;盆地外沉积岩的分布范围或能保存下来的范围,比盆地内沉积岩的分布或能保存下来的范围要小一些。
土岩的结构
根据粘土质点、粉砂和砂的相对含量,可将粘土岩的结构划分为以下几种。按岩石结晶程度可分为非晶质粘土结构,隐晶质粘土结构,显微晶质粘土结构,粗晶粘土结构和斑状粘土结构
变质岩是在地球内力作用,引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下,发生物质成分的迁移和重结晶,形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。
结构构造
变质岩的结构是指变质岩中矿物的粒度、形态及晶体之间的相互关系,而构造则指变质岩中各种矿物的空间分布和排列方式。大理岩:接触热变质岩,白、灰绿、黄或浅蓝色,等粒或变晶结构,块状构造,主要矿物为方解石、白云石;次要矿物为透闪石、透辉石。片岩:区域变质岩,黑、灰绿或绿色,变晶结构,片状构造,主要矿物为云母、绿泥石、角闪石;次要矿物为长石、绿帘石。岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质,是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素,也是各种矿产资源赋存的载体,不同种类的岩石含有不同的矿产。
地质罗盘的使用
第二天再一个重要的任务就是地质罗盘的使用了,学会用地质罗盘测量岩石的走向、倾向和倾角。
1.在使用前必须进行磁偏角的校正
因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不相重合,地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致,这两方向间的夹角叫磁偏角。
地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏,偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。
地球上各地的磁偏角都按期计算,公布以备查用。若某点的磁偏角已知,则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正,校正时可旋动罗盘的刻度螺旋,使水平刻度盘向左或向右转动,(磁偏角东偏则向右,西偏则向左),使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。
2.目的物方位的测量
是测定目的物与测者间的相对位置关系,也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。
测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对着目的物,南端靠着自己,进行瞄准,使目的物,对物觇板小孔,盖玻璃上的细丝,对目觇板小孔等连在一直线上,同时使底盘水准器水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了,可读磁针摆动时最小度数的二分之一处,测量其它要素读数时亦同样)。
若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时,指北针读数表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测者的相对位置。
为了避免时而读指北针,时而读指南针,产生混淆,放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角。
褶皱岩层在形成时,一般是水平的。岩层在构造运动作用下,因受力而发生弯曲,一个弯曲称褶曲,如果发生的是一系列波状的弯曲变形,就叫褶皱。一是水平的压缩力,一是其自身的重力。另外,褶皱也并不都是向上隆起,褶皱面向上弯曲的称为背形;褶皱面向下弯曲的称为向形。一般褶皱很少由一种力量而形成,往往是多种力量造成的。有些褶皱并不明显,有些褶皱很显著。它们的大小也相差悬殊,大的绵延几公里甚至数百公里,小的却只有几厘米甚至只有在显微镜下才能看到。
四实习的收获和体会
经过一段时间的学习,我们对工程地质有了深刻的了解和认识,掌握了工程地质的基本知识,学习需要结合实践,我们在校期间,认真学习了理论知识,严重缺少实践知识,有了这次的实践,我们充实了我们实践的缺乏,弥补了学习的不足,通过认识不同的地质现象,加深了我们队地质的认识,为以后参加工作,打下结实的铺垫。
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